S5 Fisicoquimica termodinamica

1. En una habitación de 60 m3 y que contiene aire seco a 25°C se introducen 300g. de vapor de agua a la misma temperatura. De acuerdo con lo anterior, determine:

1. Humedad absoluta (0,5 puntos).
2. Humedad relativa (0,5 puntos).

RESPUESTA

a)  Para determinar la humedad absoluta (Habs), se usa la ecuación Habs=Mv/V, donde Mv corresponde a la masa de vapor y V el volumen. Debido a que el aire estaba seco antes de introducir el vapor de agua, la única masa introducida corresponde a 300 g (Mv). El volumen corresponde al volumen de la habitación (60 m3):

        Habs=300g/60m3 = 0,3Kg/60m3 = 0,005 Kg/m3

b) Para determinar la humedad relativa (Hr), se usa la ecuación Hr=Pv/Pvs(Tamb). Debido a que la Tamb es 25ºC, de la tabla se obtiene Pvs=3,17kPa. Para encontrar Pv, se usa que Habs=18g/mol*Pv/Pvs(Tamb).

De esto, se tiene que:

Pv=Habs*R*Tamb/18g/mol = 0,005kg/m3*8,314 J/(mol*K)*298K/0,018kg/mol

Pv=688,214 Pa = 0,688 kPa.

Volviendo a la ecuación anterior:

Hr = Pv/Pvs(Tamb)=0,688 kPa/3,17 kPa = 0,217 = 21,7%

Es decir, la humedad relativa corresponde a 21,7%.

1. Un sistema de acondicionamiento de aire opera a presión total de 1 atm y consiste en una sección de calentamiento y un humidificador que agrega vapor de agua saturado a 100 °C. El aire entra a la sección de calentamiento a 12 °C y 72% de humedad relativa, a razón de 40 m3/min, y sale de la sección de humidificación a 22 °C y 62% de humedad relativa.

Considerando lo anterior, determine:

1. La temperatura y la humedad relativa del aire cuando sale de la sección de calentamiento (1 punto).
2. La tasa de transferencia de calor en la sección de calentamiento (1 punto).
3. El flujo de adición de agua al aire en la sección de humidificación (1 punto).

3 - Un recipiente rígido que contiene 3 kg. de N2 a 28 °C y 610 kPa, está conectado a otro recipiente rígido que contiene 3 kg. de O2 a 28 °C y 180 kPa. Se abre la válvula que conecta los dos recipientes y se permite que los dos gases se mezclen. Si la temperatura final de la mezcla es de 25 °C, determine el volumen de cada recipiente y la presión final de la mezcla (3 puntos)

[pic 1]

4-Dentro de una   mina   se encuentran realizando   pruebas   a   una   barra   de hierro   en un horno. La barra tiene una longitud de 7,5 metros, la   temperatura   normal   de trabajo del hierro sin ser sometido a calor es del 12,3 °C, cuando la barra   es introducida a la lava se espera hasta que este alcance 700°C para retirarla

¿Cuál es el   largo   de   la   barra   de   hierro   una   vez   retirada   la   barra   de   hierro   de la lava?

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